DE102004009295A1

DE102004009295A1 - Motorabdeckung mit internen Schwingungsdämpfungsplatten

Info

Publication number: DE102004009295A1
Application number: DE102004009295A
Authority: DE
Inventors: Alan S. Farmington Hills Miller; Paolo Brampton Comello
Original assignee: Tesma International Inc; Motors Liquidation Co
Current assignee: Tesma International Inc; Motors Liquidation Co
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: DE102004009295B4; US20040188165A1; US6834741B2

Abstract

Eine Abdeckungsanordnung für einen Motor umfasst zumindest einen relativ großen Montagewandabschnitt, der potentiell eingeleiteten Schwingungen ausgesetzt ist, die unerwünschtes Geräusch oder Schall von dem Motor nach außen übertragen. Um die Schwingung und das daraus resultierende Geräusch zu reduzieren, ist ein Paar Schwingungsdämpfungsplatten an der Innenseite des Montagewandabschnittes angebracht und gegen den Wandabschnitt gedrückt. Die Dämpfungsplatten können aus unbehandeltem Stahl hergestellt sein, wenn sie in einer Schmierölatmosphäre montiert sind, die dazu dient, die Platten vor Oxidation zu schützen. Die Platten besitzen unterschiedliche Dicken, die derart gewählt sind, dass sie unterschiedliche Schwingungsfrequenzantworten liefern, die bewirken, dass eine Dämpfung zwischen den Platten und dem zugehörigen Abdeckungswandabschnitt geschaffen wird.

Description

Diese Erfindung betrifft Motorabdeckungen und im Besonderen Motorabdeckungen mit innen angebrachten Schwingungsdämpfungsplatten zur Geräuschverringerung.

Es ist auf dem Gebiet von Motorabdeckungen bekannt, Schwingungsdämpfungsplatten oder Versteifungselemente an ausgewählten Wandabschnitten der Abdeckungen wie notwendig anzubringen, um das Auftreten von Schall übertragenden Schwingungen, die in die Abdeckungen durch arbeitende Bauelemente des Motors eingeleitet werden, zu begrenzen. Die Anbringung eines derartigen Dämpfungsmittels ist im Allgemeinen nach dem Aufbau der grundlegenden Abdeckung bewerkstelligt worden, und die Dämpfungswerkstoffe werden gewöhnlich an der Außenseite der Abdeckung aufgebracht. Dies erlaubt die Verwendung von Werkstoffen, die nicht in Kontakt mit heißem Motoröl verwendet werden könnten, aber es setzt die Dämpfungswerkstoffe äußerer Luft, Feuchtigkeit und Schmutz aus, was eine Zersetzung der Dämpfungswerkstoffe mit zunehmender Betriebsdauer eines zugehörigen Fahrzeuges hervorrufen kann. Es können sandwichartige Dämpfungswerkstoffe benutzt werden, aber an diesen muss eine zeitraubende Haltbarkeitsprüfung vorgenommen werden, um deren Potential für einen zufrieden stellenden Betrieb über die Lebensdauer eines Fahrzeuges festzustellen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Abdeckungsanordnung für einen Motor bereit, bei der die Abdeckung vorzugsweise einen Raum umgibt, in dem Schmieröl und/oder Öldämpfe enthalten sind, wobei die Abdeckung zumindest einen relativ großen Wandabschnitt umfasst, in den möglicherweise Schwingungen eingeleitet werden können, die unerwünscht Geräusch oder Schall von dem Motor nach außen übertragen. Um die Schwingung und die daraus resultierende Geräuscherzeugung der gegenüber Schwingung anfälligen Wandabschnitte, die der Zweckmäßigkeit halber Montagewandabschnitte genannt werden, zu verringern, werden Schwingungsdämpfungsplatten an der Innenseite des Montagewandabschnittes oder der Montagewandabschnitte der Abdeckung angebracht. Die Dämpfungsplatten können aus unbehandeltem Stahl hergestellt sein, da die Schmierölatmosphäre dazu dient, die Platten vor Oxidation zu schützen. Falls es jedoch gewünscht ist, können die Platten beschichtet oder auf andere Weise vor Oxidation geschützt werden und an Stellen der Abdeckung aufgebracht werden, an denen kein Schmieröl zum Schutz der Plattenwerkstoffe verfügbar ist.

Eine bevorzugte Dämpfungsanordnung umfasst an jeder Stelle ein Paar zugeordnete Dämpfungsplatten, das eine erste Dämpfungsplatte umfasst, die eine Fläche aufweist, die direkt mit einem wesentlichen Teil von einem der Montagewandabschnitte in Eingriff steht, und eine zweite Dämpfungsplatte umfasst, die eine Fläche aufweist, die direkt mit einem wesentlichen Teil der ersten Dämpfungsplatte in Eingriff steht. Das Dämpfungsplattenpaar ist mechanisch aneinander und an der Innenseite des Montagewandabschnittes der Abdeckung an mehreren gemeinsamen Befestigungsstellen mechanisch befestigt. Die Platten weisen unterschiedliche Dicken mit unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen auf, die derart angepasst sind, dass Schwingungen in den Montagewandabschnitten der Abdeckung über einen Bereich von Motordrehzahlen verschoben oder verringert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Abdeckungsanordnung derart entworfen, dass sie Arbeitsmechanismen des Motors abdeckt. Beispielsweise kann die Abdeckung eine vordere Motorabdeckung sein, die einen Steuerkettenantrieb zur Verbindung der Kurbelwelle mit Kettenrädern, die dafür vorgesehen sind, zugehörige obenliegende Nockenwellen eines Motors anzutreiben, umgibt. Eine derartige Abdeckung kann mehrere Montagewandabschnitte aufweisen, von denen aus durch Schwingung erzeugter Schall übertragen werden kann, so dass Dämpfungsanordnungen an jedem der Montagewandabschnitte angeordnet sein können.

Die Dämpfungsanordnungen umfassen vorzugsweise ein Paar Dämpfungsplatten, die unterschiedliche Dicken aufweisen und an den Abdeckungsmontagewandabschnitten durch geeignete Befestigungsmittel befestigt sind. Eine bevorzugte Anordnung für eine Aluminiumabdeckung ist, eingegossene Montagezapfen vorzusehen, die in Öffnungen in den Paaren Dämpfungsplatten aufgenommen sein können, um die Platten an der Abdeckung an mehreren Umfangsstellen zu befestigen. Die Platten sind vorzugsweise mit nach oben abgewinkelten Federabschnitten an jeder der Befestigungsöffnungen versehen, und diese Federabschnitte stehen mit Enden der Montagezapfen in Eingriff, die durch irgendein geeignetes Verfahren verformt sind, um Köpfe zu bilden. Jedes Plattenpaar ist somit an der zugehörigen Fläche der Abdeckung mit einer Federvorspannung gehalten, die die Platten und die Abdeckung in Eingriff miteinander hält und es zulässt, dass Schwingungen in den Platten und der Abdeckung durch eine Relativbewegung der Platten und der Abdeckung in einer Öl enthaltenden Atmosphäre gedämpft werden.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist eine erste Platte neben der Abdeckung durch eine zweite Platte unterstützt, die durch das Haltemittel gehalten ist. Die zweite Platte ist vorzugsweise dicker als die erste Platte, wobei die Dicken der Dämpfungsplatten ein Verhältnis im Bereich von ungefähr 5/4 bis 2/1, oder bei einer beschriebenen Ausführungsform, ein Verhältnis von 3/2 aufweisen.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen ist:
1 eine schematische Explosionsansicht einer vorderen Motorabdeckungsanordnung zum Umhüllen eines geschmierten Kurbelwellen-Kettenantriebsmechanismus und weiterer Bauelemente, die die Aufbringung der zugehörigen Paare Dämpfungsplatten an Montagewandabschnitten der Abdeckung zeigt,
2 eine schematische Schnittansicht durch eines der Dämpfungsplattenpaare, die die Montage der Stahlplatten an einem Montagezapfen einer Aluminiumabdeckung zeigt,
3 eine schematische Ansicht des an einem Montagezapfen gebildeten Aluminiumkopfes, die die Halterung einer Montageplatte an der Abdeckung an einer der Montagestellen zeigt.
Nach 1 der Zeichnungen im Einzelnen gibt Bezugszeichen 10 allgemein eine beispielhafte vordere Abdeckungsanordnung für einen Motor mit einem nicht gezeigten Kettenantrieb für eine obenliegende Nockenwelle an. Die Abdeckung ist angepasst, um einen geschmierten Kettenantrieb des Motors und zugehörige Bauelemente in einem Raum einzuschließen, in dem Schmieröl als Flüssigkeit oder Dampf in der Raumatmosphäre vorhanden ist. Die Anordnung 10 umfasst eine relativ große Aluminiumgussabdeckung 12, die Umfangsränder 14 und Flansche 16 aufweist, die an einen Zylinderblock oder einer anderen Montagefläche eines nicht gezeigten Motors montierbar sind. Innerhalb der Umfangsränder 14 und Flansche 16 umfasst die Abdeckung eine Anzahl von Montageeinrichtungen und Öffnungen, die nicht gekennzeichnet sind, zusammen mit drei relativ großen Wandabschnitten 18, 20, 22, die der Zweckmäßigkeit halber Montagewandabschnitte genannt werden. Diese Montagewandabschnitte umfassen im Allgemeinen ebene Flächen sowie einige nicht ebene Flächenbereiche, die zusammen Abschnitte der vorderen Abdeckung darstellen, die möglicherweise für eingeleitete Schwingungen und eine daraus resultierende Übertragung von unerwünschten Schallpegeln von der Abdeckung des Motors nach außen anfällig sind.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 sind die für Schwingungen anfälligen Montagewandabschnitte 18, 20, 22 jeweils mit einer Dämpfungsanordnung 23 versehen, die aus einem Paar ähnlich gebildeter erster und zweiter Dämpfungsplatten 24, 26 hergestellt ist. Jede erste Dämpfungsplatte 24 ist direkt an dem zugehörigen Montagewandabschnitt der Abdeckung montiert, während die zweite Dämpfungsplatte 26 direkt an der ersten Dämpfungsplatte montiert ist.
An jeder einer Vielzahl von Montagestellen 28 der beispielhaften Ausführungsform ist jede Dämpfungsplatte mit einer Montageöffnung 30 versehen, die von einem nach außen hin verformten, im Allgemeinen konischen Federabschnitt 32 umgeben ist, der mit den übrigen ebenen oder geformten Abschnitten der zugehörigen Dämpfungsplatte verbunden ist. An jeder der Montagestellen ist die Aluminiumabdeckung 12 mit einem eingegossenen Aluminiummontagezapfen 34 versehen. Beim Zusammenbau werden die ersten und zweiten Dämpfungsplatten an der Abdeckung angebaut; indem ihre Montageöffnungen 30 die Montagezapfen 34 aufnehmen. Die konischen Federabschnitte 32 sind von der benachbarten Innenfläche der Abdeckungsmontagewandabschnitte 18, 20, 22 weg abgewinkelt. Die Dämpfungsplatten werden dann angebracht, indem das Metall an den distalen Enden der Aluminiummontagezapfen derart verformt wird, dass pilzähnliche Köpfe 36 gebildet werden, die mit den Federabschnitten an den Montageöffnungen 30 der zweiten Dämpfungsplatte 26 in Eingriff gelangen, wobei vorzugsweise die Federabschnitte in Richtung der Innenfläche der Abdeckung 12 belastet werden, wodurch die erste und die zweite Dämpfungsplatte fest aneinander und an dem zugehörigen Abdeckungsmontagewandabschnitt gehalten sind.
Die ersten und zweiten Dämpfungsplatten 24, 26 sind vorzugsweise aus Stahl mit unterschiedlichen Dicken hergestellt. Bei einer veranschaulichten Ausführungsform ist beispielsweise die erste Platte 24 dünner als die zweite Platte 26, die eine Vorspannungskraft gegen die erste Platte aufbringt und die Plattenanordnung an der Abdeckung 12 hält. Bei dieser Ausführungsform ist das Verhältnis der Dicke der zweiten Dämpfungsplatte zu der der ersten Dämpfungsplatte 3/2; jedoch können sich die Verhältnisse abhängig von der Anwendung in irgendeinem vernünftigen Bereich, beispielsweise in einem Bereich von 5/4 bis 2/1, unterscheiden.
Die Auswahl der Größe, Form und Dicke der Platten wird in großem Maße durch die besondere Ausgestaltung und weitere Eigenschaften der zugehörigen Abdeckung selbst festgelegt. So wird die Masse der zugehörigen Dämpfungsanordnung 23 derart gewählt, dass die unerwünschten Schwingungsfrequenzen, die die besonderen Wandabschnitte der Abdeckung während des Motorbetriebes nachgewiesenermaßen erfahren, verschoben werden. Die Unterschiede in den Dicken der zugehörigen Platten werden durch den Bereich von Schwingungsfrequenzen, den man verschieben möchte, festgelegt. Da die Platten mit unterschiedlichen Dicken unterschiedliche Eigenfrequenzen besitzen, erzeugt die Resonanz der beiden Platten im Vergleich mit derjenigen des Abdeckungswandabschnittes, an dem die Platten angebracht sind, unterschiedliche Frequenzantworten. Diese haben das Ergebnis, dass eine Relativbewegung der beiden Platten in Bezug zueinander und zu der zugehörigen Abdeckung hervorgerufen wird. Diese Bewegung in der Öl enthaltenden Atmosphäre stellt eine Dämpfung der Abdeckungsschwingungen an den Wandabschnittsstellen bereit und reduziert den abgestrahlten Schall, der von den Abdeckungsmontagewandabschnitten übertragen wird.
Es ist einzusehen, dass die Doppelplattenanordnungen der Erfindung auf andere Arten von Motorabdeckungen angewandt werden könnten und an die Abdeckungen durch andere Formen von Befestigungselementen als die Aluminiumzapfen, die in Verbindung mit der veranschaulichten Ausführungsform beschrieben worden sind, angebracht werden könnten. In Ölschmiermittel enthaltenden Umgebungen müssen die Stahlplatten wahrscheinlich keinen Schutz vor Rost oder Oxidation besitzen, jedoch könnten die Platten aus nichtoxidierendem Stahl hergestellt oder durch Beschichtungen geschützt werden, wenn sie in Umgebungen verwendet werden, in denen kein Rost verhinderndes Schmiermittel in angemessenen Mengen vorhanden ist.
Zusammengefasst umfasst eine Abdeckungsanordnung für einen Motor zumindest einen relativ großen Montagewandabschnitt, der potentiell eingeleiteten Schwingungen ausgesetzt ist, die unerwünschtes Geräusch oder Schall von dem Motor nach außen übertragen. Um die Schwingung und das daraus resultierende Geräusch zu reduzieren, ist ein Paar Schwingungsdämpfungsplatten an der Innenseite des Montagewand abschnittes angebracht und gegen den Wandabschnitt gedrückt. Die Dämpfungsplatten können aus unbehandeltem Stahl hergestellt sein, wenn sie in einer Schmierölatmosphäre montiert sind, die dazu dient, die Platten vor Oxidation zu schützen. Die Platten besitzen unterschiedliche Dicken, die derart gewählt sind, dass sie unterschiedliche Schwingungsfrequenzantworten liefern, die bewirken, dass eine Dämpfung zwischen den Platten und dem zugehörigen Abdeckungswandabschnitt geschaffen wird.

Claims

Abdeckungsanordnung für einen Motor, umfassend: eine Abdeckung (12), die Umfangsränder (14) und eine sich zwischen den Rändern (14) erstreckende Wand umfasst, wobei die Wand zumindest einen schwingungsempfindlichen Montagewandabschnitt (18, 20, 22) aufweist, ein Paar zugeordnete Dämpfungsplatten (24, 26), das eine erste Dämpfungsplatte (24) umfasst, die eine ebene Fläche aufweist, die direkt mit einem wesentlichen Teil des Montagewandabschnittes (18, 20, 22) in Eingriff steht, und eine zweite Dämpfungsplatte (26) umfasst, die eine ebene Fläche aufweist, die direkt mit einem wesentlichen Teil der ersten Dämpfungsplatte (24) in Eingriff steht, wobei das Paar Dämpfungsplatten (24, 26) mechanisch aneinander und an der Innenseite des Montagewandabschnittes (18, 20, 22) der Abdeckung (12) an mehreren gemeinsamen Befestigungsstellen (28) befestigt ist, wobei die Dämpfungsplatten (24, 26) unterschiedliche Dicken mit unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen aufweisen, die angepasst sind, Schwingungen in dem Montagewandabschnitt (18, 20, 22) der Abdeckung (12) über einen Bereich von Motordrehzahlen zu verschieben oder zu reduzieren.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dämpfungsplatte (26) eine größere Dicke als die erste Dämpfungsplatte (24) aufweist.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstellen (28) der Dämpfungsplatten (24, 26) Federabschnitte (32) umfassen, die verformt sind, um die Dämpfungsplatten (24, 26) gegeneinander und gegen die Abdeckung (12) zu drücken.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsplatten (24, 26) sich über im Wesentlichen die gleiche Fläche des Montagewandabschnittes (18, 20, 22) erstrecken.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Paare Dämpfungsplatten (24, 26) vorgesehen sind, die jeweils mit einem Montagewandabschnitt (18, 20, 22) der Abdeckung (12) in Eingriff stehen.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken der zugeordneten Dämpfungsplatten (24, 26) ein Verhältnis im Bereich von 5/4 bis 2/ 1 aufweisen.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsplatten (24, 26) aus Stahl gebildet sind und die Innenseite des Abdeckungsmontagewandabschnittes (18, 20, 22) einem eine Oxidation verhindernden Schmiermittel ausgesetzt ist.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (12) aus Aluminium gebildet ist und einstückig ausgebildete Aluminiumzapfen (34) umfasst, die in Öffnungen (30) in den Dämpfungsplatten (24, 26) an jeder der Befestigungsstellen (28) aufgenommen sind, wobei die Dämpfungsplatten (24, 26) an der Abdeckung (12) befestigt sind, indem Außenenden der Zapfen (34) gegen Ränder der Öffnungen (30) verformt sind.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dämpfungsplatte (26) eine größere Dicke als die erste Dämpfungsplatte (24) aufweist und die Befestigungsstellen (28) der Dämpfungsplatten (24, 26) Federabschnitte (32) umfassen, die verformt sind, um die Dämpfungsplatten (24, 26) gegeneinander und gegen die Abdeckung (12) zu drücken.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (12) aus Aluminium gebildet ist und einstückig ausgebildete Aluminiumzapfen (34) umfasst, die in Öffnungen (30) in den Dämpfungsplatten (24, 26) an jeder der Befestigungsstellen (28) aufgenommen sind, wobei die Dämpfungsplatten (24, 26) an der Abdeckung (12) befestigt sind, indem Außenenden der Zapfen (34) gegen Ränder der Öffnungen (30) verformt sind, wobei die Dämpfungsplatten (24, 26) aus Stahl gebildet sind und die Innenseite des Abdeckungsmontagewandabschnittes (18, 20, 22) einem eine Oxidation verhindernden Schmiermittel ausgesetzt ist.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsplatten (24, 26) sich über im Wesentlichen die gleiche Fläche des Montagewandabschnittes (18, 20, 22) erstrecken und die Dicken der zugeordneten Dämpfungsplatten (24, 26) ein Verhältnis im Bereich von ungefähr 5/4 bis 2/1 aufweisen.
Abdeckungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Paare Dämpfungsplatten (24, 26) vorgesehen sind, die jeweils mit einem Montagewandabschnitt (18, 20, 22) der Abdeckung (12) in Eingriff stehen.